Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Tải bản đầy đủ

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN

Hình 4.2: Sơ đồ xử lý dữ liệu trên máy tính.

Sử dụng phần mềm Repetier-hoss để kiểm tra mô hình 3D, tạo Gcode(slicer),điều
khiển và theo dõi máy in khi vận hành.
Load file 3D dưới dạng .STL tiến hành cắt lớp và xuất file Gcode để điều khiển
cơ cấu cơ khí hoạt động chính xác theo các thông số thiết lập và tạo hình sản phẩm
đúng theo file 3D đã thiết kế
Phần mềm sử dụng dữ liệu nội suy để mô phỏng đường đi tương ứng của đầu đùn
trên màn hình.
4.1.3 Sơ đồ khối xử lý trên vi điều khiển:

68

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN

Hình 4.3: Sơ đồ xử lý trên vi điều khiển.

69

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN

Lưu đồ điều khiển G1
70

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN

Lưu đồ tính PID điều khiển nhiệt độ

4.2 Tìm hiểu phần mềm Repetier-Host
Với tốc độ phát triển của công nghệ in 3D hiện nay, có rất nhiều phần mềm dùng
để điều khiển máy in 3D và khởi tạo mã Gcode
Slic3r Công cụ tại mã Gcode cho máy in 3D mã nguồn mở. Một trong những
phần mềm căn bản nhất

71

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN

ReplicatorG là phần mềm mã nguồn mở cực kỳ nổi tiếng. Một số loại máy in 3D
đang chạy phần mềm ReplicatorG : MakerBot Replicator, Thing-O-Matic, CupCake
CNC, các loại máy in 3D RepRap…
Skeinforgela là tập hợp các mã lệnh Python làm nhiệm vụ chuyển đổi mô hình
3D sang các mã chỉ dẫn Gcode cho máy in 3D Reprap.
Creation Workshop Phần mềm cắt lớp mô hình 3D và điều khiển máy in 3D công
nghệ SLA (UV DLP).
Repetier Host là phần mền phổ biến dùng điều khiển máy in và xuất file Gcode.
Giao diện Repetier Host 1.0.6.

Hình 4.4: Giao diện Repetier host V1.0.6

Kích biểu tượng này để add file STL vào

Move viewpoin: di chuyển cả hệ tọa độ theo cả 3 chiều
72

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN

Move object: di chuyển vật thể tương đối so với hệ tọa độ

Copy object: sao chép thêm 1 vật thể

Center object: đưa vật thể vào giữa không gian tọa độ

Scale object: thay đổi tỉ lệ theo các trục X,Y,Z

Rotate object: quay vậy thể

Hình 4.5: Tab phần mềm cắt lớp Slice
Tích hợp 2 phần mềm cắt lớp là Slicer3r và Curaengine tùy theo các trường hợp
in mà ta sử dụng cho phù hợp
73

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN
 Slicer3r
-

Ưu điểm: phân bố hoạt động đầu phun và bộ phận gia nhiệt tốt.

-

Khuyết điểm: đối với những chi tiết kích thước lớn việc cắt lớp xuất
Gcode chậm, chỉ phù hợp với những chi tiết có kích thước nhỏ.

 Curaengine
-

Ưu điểm: đối với những chi tiết kích thước lớn việc cắt lớp xuất Gcode
diễn ra nhanh, phù hợp với việc in vật có kích thước lớn.

-

Nhược điểm: phân bố hoạt động của đầu phun, bộ phận gia nhiệt, quạt tản
nhiệt không tốt.

Để cài đặt cấu hình cho Slicer3r vào Configuration.

Hình 4.6: Cài đặt cấu hình Slice

Đưa tất cả các trục về vị trí home
74

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN

Về vị trí home các trục X,Y,Z

Hình 4.7: Tab biễu diễn tọa độ các trục, nhiệt độ đầu phun

Feedrate: Cài đặt tốc độ cho máy in, thường để ở tốc độ vừa phải khong quá
nhanh cũng không quá chậm,nếu quá nhanh những góc của chi tiết sẽ bị đùn nhựa ra
ngoài
Điều khiển tốc độ quạt
75

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN

Điều khiển nhiệt độ đầu phun
Để khởi động quá trình in ta bấm nút Start Print

4.3 Mã Gcode:
Tương tự như máy CNC, máy in 3D cũng được điều khiển dưới mã lệnh Gcode,
sau khi thực hiện quá trình cắt lớp phần mềm Repetier host sẽ xuất file Gcode để
truyền xuong vi điều khiển, điều khiển các động cơ để đầu phun di chuyển đến các vị
trí mong muốn với tốc độ yêu cầu, thông tin dòng lệnh được bắt đầu với một mã lệnh
và các số liền sau đó, với mỗi thay đổi của các số mới sẽ được truyền vào bộ điều
khiển.
Bảng

Mã lệnh

Ý nghĩa

4.1:

F

Tốc độ di chuyển đầu phun

Các

lệnh

G

Báo hiệu một hàm nội suy, thực thi chương trình
(đây là mã cơ bản nhất của chương trình gia công).

I

Thông số xác định tâm của đường tròn theo trục X

J

Thông số xác định tâm của đường tròn theo trục Y



K

Thông số xác định tâm của đường tròn theo trục Z

bản:

L

Lập lại chu trình gia công.

chức
năng

Chức năng pha tạp tùy theo giá trị theo sau M, có
M

nhiều chức năng khác nhau (xem bảng chức năng của
mã lệnh M).

N

Chỉ số dòng lệnh hiện tại.

O

Số hiệu (tên) của chương trình gia công.

P

Chỉ số dòng lệnh bắt đầu một khối lệnh gia công.

R

Bán kính thiết kế của đường cong.

X
Y

Xác định vị trí theo phương của trục X.
76
Xác định vị trí theo phương của trục Y.

Z

Xác định vị trí theo phương của trục Z.

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN

Mã lệnh G báo hiệu bắt đầu một hàm chức năng. Khi sử dụng mã lệnh này, nó
báo hiệu sự thay đổi hoạt động
Bảng 4.2: Mã lệnh Gcode cơ bản:
Mã lệnh G

Chức năng

G00

Đặc tính điều khiển điểm, chạy nhanh

G01

Nội suy thẳng

G02

Nội suy vòng

G03

Nội suy vòng

G04

Thời gian duy trì

G17

Chọn mặt phẳng tọa độ

G18

Chọn mặt phẳng tọa độ

G19

Chọn mặt phẳng tọa độ

G20

Hệ đơn vị inch

G21

Hệ đơn vị met

G41

Chọn hướng di chuyển

G42

Chọn hướng di chuyển

G54

Dịch chuyển điểm 0

G55

Dịch chuyển điểm 0

G56

Dịch chuyển điểm 0

G57

Dịch chuyển điểm 0

G58

Dịch chuyển điểm 0

G59

Dịch chuyển điểm 0

G60

Dừng chính xác

G61

Dừng chính xác

G90

Các số liệu đo điều khiển tuyệt đối

G91

Các số liệu đo điều khiển tương đối

G92

Set điểm Home

Với máy in 3D sử dụng chủ yếu mã lệnh G01 và G02
Bảng 4.3: Mã lệnh điều khiển M:
77

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
GVHD: Th.S NGUYỄN MINH TUẤN

Mã lệnh M

Chức năng

M00

Dừng chương trình

M01

Dừng tạm thời chương trình

M17

Enable tất cả các động cơ bước

M18

Disable tất cả các động cơ bước

M80

Tắt nguồn cấp

M81

Bật nguồn cấp

M82

Set E tuyệt đối

M104

Set nhiệt độ đầu phun

M106

Fan on

M107

Fan off

M112

Ngừng khẩn cấp

4.4 Thiết kế mạch điện:
4.4.1 Giới thiệu động cơ bước:
Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với
đa số các động cơ điện thông thường. Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng
để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành
các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rôto có khả năng cố định rôto
vào các vị trí cần thiết.
Hoạt động: Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay
theo từng bước nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học. Chúng làm việc
nhờ các bộ chuyển mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và
một tần số nhất định. Tổng số góc quay của rôto tương ứng với số lần chuyển mạch,
cũng như chiều quay và tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần
số chuyển đổi
Ứng dụng: Động cơ bước có thể dùng trong hệ thống điều khiển vòng hở đơn
giản, được ứng dụng nhiều trong ngành Tự động hoá, chúng được ứng dụng trong các
thiết bị cần điều khiển chính xác. Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các
78